总部位于科罗拉多州的AM研究与开发公司Elementum 3D开发并提供先进的金属，陶瓷和复合材料，并与加利福尼亚州的航空航天制造初创公司Masten Space Systems建立了合作伙伴关系，当时这两家公司都在从事NASA引爆点计划使用Elementum的RAM 3D打印工艺为Masten的25k Broadsword引擎制造铝制MMC燃烧室。快进到现在，作为NASA第一阶段SBIR项目的一部分，两人最近完成了他们共同开发的PermiAM金属3D打印燃料喷射器的成功热试验。

Masten太空系统总工程师Matthew Kuhns最初注意到Elementum总裁兼创始人Jacob Nuechterlein博士正在开发的实验建筑。那时，两家公司开始进行合作，以完善用于航空航天应用（如燃烧和火箭发动机装置）的反应性增材制造（RAM）技术。

“与Masten的激动人心的工作将我们引向了只有青岛3D打印才有可能的令人兴奋的新技术。我们看到PermiAM对从柴油发动机到复杂的热交换器再到碳固存的各种行业都产生了重大影响。” Nuechterlein博士说。“像许多太空创新一样，我们还将联合技术应用于各种地面应用。”

结果，两人开始研究正在申请专利的PermiAM激光粉末床熔合（L-PBF）AM工艺，该工艺可实现与材料无关的蒸腾冷却：一种热力学工艺，其中液体或气体通过玻璃壁移动。通过吸收一些热能来冷却它的结构。实际上，某些作用最强的NASA发动机（例如RS-25和RL10）使用的喷油嘴面采用这种冷却方式。

但是，大多数这些注射器是由称为Rigimesh的多孔金属过滤器元件制造的：基本上是将几个不锈钢网状层压在一起并烧结成一个坚硬但可渗透的筛网。问题在于Rigimesh已经很老了，无法进行3D打印服务。Elementum和Masten共同创建的PermiAM工艺使通过表面冷却来增材制造复杂的火箭发动机喷油器成为可能。

PermiAM可以调整零件的结构和流动性能，因为该过程可以实现变化的材料密度。具有不同材料密度的零件可以同时变硬，坚固和轻巧，这有助于提高发动机的推力重量比。这允许将具有结构构件的新颖的喷射器几何形状嵌入到多孔的，蒸腾冷却的表面中，并将小规模的多孔流路集成到结构元件中。

与传统的制造方法相比，该工艺还能够形成微尺度的孔隙度，正如Elementum解释的那样，该孔隙度通过“高流体电阻率和可控的压降”实现了高喷射器性能。通过在一个喷油器部件中将密集的结构与可控制的渗透率区域结合起来，设计变得更加简单，这意味着进度加快了，成本也降低了。

在商业世界中，如果节省的成本达到或超过60％，则流程或技术被认为是改变游戏规则的人，这正是Masten认为PermiAM可以实现的目标。此外，由于PermiAM冷却可以用铝替代Inconel零件，与Rigimesh火箭喷油器工作面相比，热结构的未来节省的时间可能超过90％，重量减轻50-70％。

Masten Space Systems首席执行官Sean Mahoney表示：“这种合作是美国工业如何保持业务领先地位的主要例证。” “这项技术的价值在它转化为应用程序时得到了释放-这正是Elementum和Masten所做的。这种合作关系已经在帮助改善地球上的系统，并为我们的未来解锁月球。”

Masten和Elementum已成功使用Elementum的AMCopper-100（纯铜）和A1000-RAM10材料对PermiAM喷油嘴进行了热打磨，其GR-Cop42和Inconel 625均在测试中。联合开发的技术也可以使用在空间以外的环境中，例如汽车燃油喷射和商用喷气发动机。